(57)【要約】【課題】浮力低減体の温度を低減できる誘導加熱機器を提供することを目的とする。【解決手段】被加熱物６を電気絶縁性耐熱プレート７に載置して、その下部空間に上から順々に電気伝導性の浮力低減体８と加熱コイル９を配置し、浮力低減体８は、加熱コイル９によって付与された磁界によって被加熱物６が生じる浮力を低減させる作用を有し、電気導体１０と電気抵抗体１１から構成される。電気導体１０は、低比抵抗性と低透磁性の金属であり、電気抵抗体１１は、高比抵抗性と低透磁性の金属でしかも電気導体１０より密度と比熱の演算積が大きい金属である。このような物性の金属を併用した構成とすると、低温の電気抵抗体１１が高温の電気導体１０の温度を低減させる作用が働き、結果的に浮力低減体８の温度が低減する効果が生じる。【選択図】図１
2006286440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムまたは銅を主成分とした被加熱物を載置する電気絶縁性耐熱プレートと、前記電気絶縁性耐熱プレートの下部に配置され前記被加熱物に付与させた磁界による浮力を低減させる電気伝導性の浮力低減体と、前記浮力低減体の下部に配置され前記被加熱物を誘導加熱するための加熱コイルとを備え、前記浮力低減体は、金属からなる電気導体と、前記電気導体より密度と比熱の演算積が大きい金属からなる電気抵抗体とを有する誘導加熱機器。
【請求項２】
アルミニウムまたは銅を主成分とした被加熱物を載置する電気絶縁性耐熱プレートと、前記電気絶縁性耐熱プレートの下部に配置され前記被加熱物に付与させた磁界による浮力を低減させる電気伝導性の浮力低減体と、前記浮力低減体の下部に配置され前記被加熱物を誘導加熱するための加熱コイルとを備え、前記浮力低減体は、その内部に貫通空隙が上下方向に形成された母材金属とその周囲に形成した電気絶縁性の耐熱被膜を有する誘導加熱機器。
【請求項３】
浮力低減体は、これを構成する電気導体がアルミニウムを主成分とする金属であり、電気抵抗体がオーステナイト系ステンレスである請求項１に記載の誘導加熱機器。
【請求項４】
浮力低減体は、その内部に貫通空隙が上下方向に形成された形状である請求項１に記載の誘導加熱機器。
【請求項５】
浮力低減体は、電気導体と電気抵抗体を上下に積層した積層板であり、電気絶縁性耐熱プレートに対して略平行に配置されている請求項１に記載の誘導加熱機器。
【請求項６】
浮力低減体の母材金属は、アルミニウムを主成分とする金属である請求項２に記載の誘導加熱機器。
【請求項７】
浮力低減体の耐熱被膜は、ガラスである請求項２に記載の誘導加熱機器。
【請求項８】
電気絶縁性耐熱プレートは、下面側に、低透磁性金属と酸化ビスマスを含有する放熱被膜を略全面に形成した請求項１または２に記載の誘導加熱機器。
【請求項９】
低透磁性金属が、白金、金、パラジウムの単独使用または複数個の併用使用である請求項８に記載の誘導加熱機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムや銅などの低比抵抗性と低透磁性を有する被加熱物を加熱することができる誘導加熱機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導加熱機器は、被加熱物の底に流れる電流と、加熱コイルに流れる電流の向きが逆方向であるため、被加熱物の底部に加熱コイルから遠ざかろうとする反発力が生じる。鉄やフェライト系ステンレスなどの磁性を有する被加熱物は、所定の加熱を得るための必要な電流が小さいため、反発力は小さく実用上何ら問題にならない。しかしながら、アルミニウムや銅などの低比抵抗性と低透磁性を有する被加熱物は、加熱に必要な電流が大きいため、反発力が大きく、被加熱物の重量が非常に軽い場合は、この反発力により載置用プレートから浮き上がる恐れがある。
【０００３】
最近、これを抑制する機器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは図５に示すように、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物１を加熱するために、これを載置する電気絶縁性で非磁性のプレート２の下部に、隙間おいた左右２枚のアルミニウム製の板よりなる浮力低減体３を配置し、さらにその下に加熱コイル４を配置した構成である。浮力低減体３は、被加熱物１が加熱コイル４と反対方向に流れる電流によって浮き上がって移動する現象を無くするために設けられている。また、加熱コイル４は、高周波電源５により６０〜９２ＫＨｚの高周波電圧および電流が印加されて、高周波磁束を発生するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−７９２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、浮力低減体３がアルミニウムで構成されているので、幾分かの温度上昇があり、加熱コイル４および高周波電源５は、この浮力低減体３の幾分かの温度上昇を受けても、必要とする誘導加熱特性を安定して発揮させるために、複雑な製法と高度な品質管理技術を用いて製造しなければならない課題が生じていた。加熱コイル４および高周波電源５は、電子部品の集合体であるため、その動作環境温度が高いと、高温でも安定した特性が得られる材料と製法を用いた高温対応の電子部品を使用しなければならない。これら高温対応の電子部品は、使用材料の特性から複雑な製法と高度な品質管理技術を用いて製造されている。このため、これら高温対応の電子部品をアッセンブルして加熱コイル４および高周波電源５を構成するには、さらに複雑な製法と高度な品質管理技術を用いて製造しなければならない。このため、生産性向上や低価格の観点より、簡単な製法と品質管理技術を用いて製造できる加熱コイル４および高周波電源５が求められており、これを効果的に実現するために、浮力低減体３の低温度化が求められていた。
【０００５】
浮力低減体３が幾分かの温度上昇がある理由を説明する。誘導加熱の場合、被加熱物である金属が吸収する電力は、金属の比抵抗と透磁率と入力周波数の演算積の０．５乗値と、流れる電流の２乗値との演算積に比例する性質がある。浮力低減体３として使用されているアルミニウムは、低比抵抗性と低透磁性であるため、演算積の０．５乗値は比較的小さいが、電流２乗値は低比抵抗であるだけに電流が多く流れて非常に大きくなり、その結果、演算積である吸収電力は大きな値となっている。アルミニウムを用いた浮力低減体３は、その吸収電力が大きいため温度上昇があり現在は実用上問題のない温度レベルまで低下しているとはいえ、一層の温度低減が求められていた。また、浮力低減体３は、加熱コイル４から発生する誘起電流を被加熱物１と分け合っており、被加熱物１の加熱と浮き上がり防止の２役をも担っている。これらは相反現象であるため、両方を同時に満足する浮力低減体３の構成と材料が求められていた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、浮力低減体の温度上昇を抑制してその温度を低減させ、加熱コイルなどを簡単な製法と品質管理を用いて製造できるようにして生産性向上や低価格を図った、アルミニウムや銅などの被加熱物が加熱できる誘導加熱機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱機器は、浮力低減体は金属からなる電気導体と、電気導体より密度と比熱の演算積が大きい金属からなる電気抵抗体とを有するものである。
【０００８】
これによって、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレートからの浮き上がり防止と、浮力低減体の温度低下が実現できる。すなわち、浮力低減体を構成する電気導体は、従来と同様な金属であるため、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレートからの浮き上がり移動防止効果が実現できるように電流が流せ、これにより幾分か温度が上昇している。一方、浮力低減体の他の構成材である電気抵抗体は、電気導体よりより密度と比熱の演算積が大きい金属からなるため、吸収する電力量が小さく温度はあまり上昇しない。しかも、電気抵抗体は、電気導体と比較して密度と比熱の演算積が大きいため、その温度がさらに低くなっている。これらのことより、低温の電気抵抗体が、温度が幾分か高い電気導体の温度を低減させる作用が働き、結果的に浮力低減体の温度が低減する効果が生じる。さらに、電気抵抗体は、密度が大きいため重量が重い。そのため、浮力低減体は、その効果を発揮するに必要な重量確保の観点からみると少ない体積で対処でき、小型化がはかれる利点がある。
【０００９】
また、本発明の誘導加熱機器は、浮力低減体は、その内部に貫通空隙が上下方向に形成された母材金属とその周囲に形成した電気絶縁性の耐熱被膜を有するものである。
【００１０】
これによって、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレートからの浮き上がり防止と、浮力低減体の温度低下が実現できる。すなわち、浮力低減体を構成する母材金属は、従来と同様な金属であるため、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレートからの浮き上がり移動防止効果が実現できるように電流が流せ、これにより幾分か温度が上昇している。しかしながら、浮力低減体は、貫通空隙が上下方向に形成された形状であり、その周囲が電気絶縁性の耐熱被膜で覆われているため、加熱コイルから発生した誘起電流は、浮力低減体の貫通空隙を効率的に通過して、被加熱物の加熱に集中し、浮力低減体に流れる電流を低下させその温度を低下させる作用を生じさせる。これに加えて、母材金属は、その周囲を覆っている電気絶縁性の耐熱被膜により、その発生熱が遮断されている。これらのことより、結果的に浮力低減体の表面温度が低減する効果が得られる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の誘導加熱機器は、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物を、電気絶縁性耐熱プレートから浮き上がることなく効果的に加熱でき、しかも、これを実現するための浮力低減体の温度低下により、簡単な製法と品質管理技術を用いて加熱コイルなどを製造することで、生産性向上や低価格の誘導加熱機器が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、アルミニウムまたは銅を主成分とした被加熱物を載置する電気絶縁性耐熱プレートと、前記電気絶縁性耐熱プレートの下部に配置され前記被加熱物に付与させた磁界による浮力を低減させる電気伝導性の浮力低減体と、前記浮力低減体の下部に配置され前記被加熱物を誘導加熱するための加熱コイルとを備え、前記浮力低減体は、金属からなる電気導体と、前記電気導体より密度と比熱の演算積が大きい金属からなる電気抵抗体とを有する誘導加熱機器とすることにより、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレートからの浮き上がり防止と、浮力低減体の温度低下が実現できる。
【００１３】
すなわち、浮力低減体を構成する電気導体は、従来と同様な金属であるため、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレートからの浮き上がり移動防止効果が実現できるように電流が流せ、これにより幾分か温度が上昇している。一方、浮力低減体の他の構成材である電気抵抗体は、電気導体よりより密度と比熱の演算積が大きい金属からなるため、吸収する電力量が小さく温度はあまり上昇しない。しかも、電気抵抗体は、電気導体と比較して密度と比熱の演算積が大きいため、その温度がさらに低くなっている。これらのことより、低温の電気抵抗体が、温度が幾分か高い電気導体の温度を低減させる作用が働き、結果的に浮力低減体の温度が低減する効果が生じる。さらに、電気抵抗体は、密度が大きいため重量が重い。そのため、浮力低減体は、その効果を発揮するに必要な重量確保の観点からみると少ない体積で対処でき、小型化がはかれる利点がある。
【００１４】
第２の発明は、アルミニウムまたは銅を主成分とした被加熱物を載置する電気絶縁性耐熱プレートと、前記電気絶縁性耐熱プレートの下部に配置され前記被加熱物に付与させた磁界による浮力を低減させる電気伝導性の浮力低減体と、前記浮力低減体の下部に配置され前記被加熱物を誘導加熱するための加熱コイルとを備え、前記浮力低減体は、その内部に貫通空隙が上下方向に形成された母材金属とその周囲に形成した電気絶縁性の耐熱被膜を有する誘導加熱機器とすることにより、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレートからの浮き上がり防止と、浮力低減体の温度低下が実現できる。
【００１５】
すなわち、浮力低減体を構成する母材金属は、従来と同様な金属であるため、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレートからの浮き上がり移動防止効果が実現できるように電流が流せ、これにより幾分か温度が上昇している。しかしながら、浮力低減体は、貫通空隙が上下方向に形成された形状であり、その周囲が電気絶縁性の耐熱被膜で覆われているため、加熱コイルから発生した誘起電流は、浮力低減体の貫通空隙を効率的に通過して、被加熱物の加熱に集中し、浮力低減体に流れる電流を低下させその温度を低下させる作用を生じさせる。これに加えて、母材金属は、その周囲を覆っている電気絶縁性の耐熱被膜により、その発生熱が遮断されている。これらのことより、結果的に浮力低減体の表面温度が低減する効果が得られる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第１の発明において、浮力低減体は、これを構成する電気導体がアルミニウムを主成分とする金属であり、電気抵抗体がオーステナイト系ステンレスである。アルミニウムを主成分とする金属およびオーステナイト系ステンレスは、耐熱性金属であるので使い易い利点がある。しかも、両金属とも比熱が他金属と比較して大きいので温まりにくく、両金属は比抵抗と密度の差が非常に大きいので併設して使用すると、低温の電気抵抗体が、温度が幾分か高い電気導体の温度を低減させる作用が働く。その結果、浮力低減体の温度が一層効果的に低減する。
【００１７】
第４の発明は、特に、第１の発明において、浮力低減体は、その内部に貫通空隙が上下方向に形成された形状であることにより、加熱コイルから発生した誘起電流は、浮力低減体の貫通空隙を効率的に通過して、被加熱物の加熱に集中し、浮力低減体に流れる電流を低下させる作用を生じさせる。このため、浮力低減体の温度が一層効果的に低減する。
【００１８】
第５の発明は、特に、第１の発明において、浮力低減体は、電気導体と電気抵抗体を上下に積層した積層板であり、電気絶縁性耐熱プレートに対して略平行に配置されていることにより、電気導体と電気抵抗体との熱伝達が効果的に行われるため、浮力低減体の温度が一層効果的に低下する。
【００１９】
第６の発明は、特に、第２の発明において、浮力低減体の母材金属は、アルミニウムを主成分とする金属であることにより、アルミニウムを主成分とする金属は、耐熱性金属であるので使い易い利点がある上に比熱が他金属と比較して大きいので温まりにくい。しかも、酸化皮膜が生成しにくいので、その周囲に形成した耐熱被膜との密着性に優れる利点が生じ、低熱伝導性と電気絶縁性に優れた耐熱被膜が良好に形成される。このため、浮力低減体の温度が一層効果的に低下する。
【００２０】
第７の発明は、特に、第２の発明において、浮力低減体の耐熱被膜は、ガラスであることにより、母材金属との密着性に優れ、低熱伝導性と電気絶縁性に優れた緻密な被膜となるため、浮力低減体の表面温度が一層効果的に低減する。
【００２１】
第８の発明は、特に、第１または第２の発明において、電気絶縁性耐熱プレートは、下面側に、低透磁性金属と酸化ビスマスを含有する放熱被膜を略全面に形成したことにより、浮力低減体の熱が、放熱被膜に効果的に伝達されて全面から良好に放熱される作用が生じるため、浮力低減体の温度が一層効果的に低減する。
【００２２】
第９の発明は、特に、第８の発明において、低透磁性金属が、白金、金、パラジウムの単独使用または複数個の併用使用であることにより、放熱被膜からの放熱が良好に行えて、浮力低減体の温度が一層効果的に低減する。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱機器を示すものである。
【００２５】
図に示すように、本実施の形態における誘導加熱機器は、アルミニウムまたは銅を主成分とした鍋、フライパンなどの被加熱物６を、電気絶縁性耐熱プレート７に載置して、その下部の内部空間に上から順々に配置した電気伝導性の浮力低減体８と加熱コイル９により加熱する構造である。浮力低減体８は、被加熱物６に付与させた磁界による浮力を低減させる作用を有し、金属からなる電気導体１０と、前記電気導体１０より密度と比熱の演算積が大きい金属からなる電気抵抗体１１とを有する。加熱コイル９は、高周波電源１２により６０〜９２ＫＨｚの高周波電圧電流を印加されて高周波磁束を発生するもので、被加熱物６を誘導加熱する。以上の構成にすると、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物６の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレート７からの浮き上がり防止と、浮力低減体８の温度低下が実現できる。
【００２６】
なお、浮力低減体８は貫通空隙１４により複数個の板を左右に配置した構成としている。また、電気絶縁性耐熱プレート７は、母材プレート１７とその下面側に形成した放熱被膜１８で構成されている。
【００２７】
また、浮力低減体８を構成する電気導体１０は、アルミニウムを主成分とする材料などの低比抵抗性と低透磁性の金属である。電気抵抗体１１は、オーステナイト系ステンレスなどの高比抵抗性と低透磁性の金属、鉄とニッケルの合金を主成分とする材料などの所定キューリー点以上では低透磁性となる高比抵抗性の整磁合金であり、電気導体１０より密度と比熱の演算積が大きい。鉄とニッケルの合金を主成分とする整磁合金は、キューリー点（磁性が変化する温度）を境にしてそれ以上の高温になると比透磁率が大きく低下する材料である。例えば、鉄７０ｗｔ％でニッケル３０ｗｔ％の整磁合金の場合、キューリー点が１００℃であり、比透磁率はそれ以下では１００でそれ以上では１となる。本実施の形態で用いる電気導体１０や電気抵抗体１１の金属、それ以外の汎用金属の物性を（表１）に示す。
【００２８】
【表１】
2006286440.tif 000003
【００２９】
本実施の形態における誘導加熱機器を用いて効果判定を行った。
【００３０】
効果の判定は、高周波電源１２で動作する加熱コイル９の上部に浮力低減体８と電気絶縁性耐熱プレート７を順々に配置した構成の誘導加熱機器を用い、アルミニウム鍋に水を満たした被加熱物６を電気絶縁性耐熱プレート７の上に載置して行った。
【００３１】
図２は、効果判定結果であり、（ａ）は被加熱物６の温度特性、（ｂ）は浮力低減体８の温度特性、（ｃ）は被加熱物６の浮力特性である。浮力低減体は、左右２枚の板を、隙間を設けて配置した構成であり、その寸法と体積を同じとして、材質だけを異ならせている。
【００３２】
ここで、本実施の形態の浮力低減体８は、加熱コイル９に近い側に配置したアルミニウム板の電気導体１０と、遠い側に配置したオーステナイト系ステンレスＳＵＳ３０４板の電気抵抗体１１の積層板であり、電気導体１０の板厚が電気抵抗体１１の板厚より３倍厚くして重量を同じとしている。従来例は、アルミニウム板だけの浮力低減体である。参考例は、オーステナイト系ステンレスＳＵＳ３０４板だけの浮力低減体である。加熱コイル９に流れる高周波電流は、９２ＫＨｚの周波数である。
【００３３】
効果判定結果より、本実施の形態は、従来例と比較して、被加熱物６の温度と浮力特性が実用上問題ないレベルで僅かに低下するが、浮力低減体８の温度が大きく低下して良好な効果が得られていることがわかる。一方、参考例は、本実施の形態および従来例と比較して、浮力低減体８の温度は大きく低下しているが、被加熱物６の温度が大きく上昇し、これにともない浮力が大きくなって浮き上がり易くなり好ましくないことがわかる。
【００３４】
一般に、熱放熱がないと仮定すると、発熱温度と室温との温度差に、密度と比熱の演算積を乗じた値が、入力電力となる。同量の電力が入力されたとして、金属の物性によって発熱温度がどのように変化するかを考察してみる。アルミニウムは、密度と比熱の演算積が小さいため、発熱温度と室温との温度差が大きくなり、結果的に発熱温度が高くなる。オーステナイト系ステンレスＳＵＳ３０４は、密度と比熱の演算積が大きいため、発熱温度と室温との温度差が小さくなり、結果的に発熱温度が低くなる。
【００３５】
一方、誘導加熱の場合、金属が吸収する電力は、金属の抵抗に比透磁率と電流周波数を乗した値の０．５乗と、流れる電流の２乗との積に比例する。金属の物性によって吸収電力がどのように変化するかを考察してみる。アルミニウムは、低比抵抗性で低透磁性であるため、電力吸収式の前項値は小さいが後項値は電流が多く流れるため非常に大きくなり、結果的にその積である吸収電力が大きくなる。オーステナイト系ステンレスＳＵＳ３０４は、高比抵抗性と低透磁性であるため、電力吸収式の前項値は適度に大きいが後項値は電流が少ししか流れないため小さくなり、結果的にその積である吸収電力が小さくなる。
【００３６】
これら結果をもとにして誘導加熱における、金属の吸収電力とこれによる発熱温度を考察してみる。アルミニウムは、低比抵抗性で低透磁性であるため吸収電力が大きい上に、密度と比熱の演算積が小さいため温度が幾分か高くなる。オーステナイト系ステンレスＳＵＳ３０４は、高比抵抗性で低透磁性であるため吸収電力が小さい上に、密度と比熱の演算積が大きいため温度が低くなる。
【００３７】
次に、電気絶縁性耐熱プレート７に載置した被加熱物６の発熱温度と浮力を、この下部に順々に配置されている浮力低減体８と加熱コイル９の関係で考察してみる。
【００３８】
まず、従来例のアルミニウム板の浮力低減体を用いた誘導加熱機器の場合で説明する。浮力低減体は、加熱コイル９に対して近い距離に配置されているので誘導電力を吸収し易く、これにより温度が上昇し易い傾向がある。しかしながら、従来例の浮力低減体は、２枚のアルミニウム板を左右に配置しその重量を大きくして両方に隙間を設けることで、吸収される誘導電力を低下させ、このことで温度上昇を低減して許容できる範囲になるように設計している。一方、被加熱物は、加熱コイル９に対して遠い距離に配置されているので誘導電力を吸収しにくい傾向にあるが、重量が小さい上に、浮力低減体の構成を前述のように工夫することで、多くの誘導電力を吸収して発熱し易いように設計している。また、加熱コイルと逆方向に流れる被加熱物の電流を浮力低減体が適度に分担してくれるため、被加熱物が受ける浮力は、実用上問題とならないレベルに低減されている。
【００３９】
最後に、本実施の形態における積層板の浮力低減体８を用いた誘導加熱機器の場合で説明する。
【００４０】
浮力低減体８は、加熱コイル９に近い側に配置したアルミニウム板の電気導体１０と、遠い側に配置したオーステナイト系ステンレスＳＵＳ３０４板の電気抵抗体１１との積層板であり、電気導体１０の板厚が電気抵抗体１１の板厚より３倍厚くして重量を同じとしている。この材料構成だけは従来例と異なるが、左右２枚の板を、隙間を設けて配置しその寸法と体積を同じとしていることは従来例と同じである。この構成にすることにより、本実施の形態の浮力低減体８は、従来例のアルミニウム板だけの浮力低減体と比較して、重量が１．５倍重い上に、比熱が概略同じとなる。さらに、比抵抗値は、従来例と同じ比抵抗値を持つアルミニウム板の電気抵抗体１１が全体の７．５割で、約３０倍大きいＳＵＳ３０４板の電気抵抗体１１が残り２．５割になる。このため、吸収電力が小さく低温となった電気抵抗体１１が、吸収電力が大きく幾分か高温となった電気導体１０の発熱を低減させる作用が働き、結果的に浮力低減体８の温度が低下する効果が生じる。一方、被加熱物６は、加熱コイル９と逆方向に流れる電流を浮力低減体８が前述のように適度に分担してくれるため、吸収する誘導電力が従来例より僅かに多いレベルとなり、温度が僅かに上昇し、浮力が僅かに大きくなるが、実用上問題となるレベルではない。
【００４１】
参考例の浮力低減体は、オーステナイト系ステンレスＳＵＳ３０４板であり、従来例のアルミニウム板だけの浮力低減体と比較して、重量が３倍重い上に、比熱が０．７倍小さく、比抵抗値は約３０倍大きい。このため、浮力低減体は、吸収電力が非常に小さくなりこれによる発熱が大きく抑制されて、温度が著しく低下する。一方、被加熱物６は、吸収する誘導電力が従来例より非常に多いため、温度が大きく上昇し、浮力も大きくなっている。
【００４２】
本実施の形態における浮力低減体８は、電気導体１０の重量が電気抵抗体１１の重量の０．３〜１０倍、望ましくは０．５〜６倍とした範囲において、優れた効果がある。また、浮力低減体８は、前述の構成以外に、１枚の積層板からなる構成、加熱コイル９に近い側に配置したオーステナイト系ステンレスＳＵＳ３０４板の電気抵抗体１１と遠い側に配置したアルミニウム板の電気導体１０からなる構成、アルミニウムを主成分とした合金板の電気導体１０と整磁合金の電気抵抗体１１からなる構成、電気導体１０と電気抵抗体１１を多数任意配置した構成が可能であり、前述の重量割合において優れた効果が得られる。
【００４３】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における誘導加熱機器を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態における浮力低減体１３は、その内部に貫通穴または貫通隙間からなる貫通空隙１４が上下方向に形成された形状であり、低透磁性を有する母材金属１５と、その周囲に形成した低熱伝導性と電気絶縁性の耐熱被膜１６からなる。浮力低減体１３を構成する母材金属１５は、アルミニウムや銅を主成分とする低透磁性の金属であり、その形状を板または粒としている。母材金属１５は、隙間を設けて複数個の板を左右に配置した構成として使用し、板と板との隙間は上下方向に形成された貫通隙間となることを利用してこれを貫通空隙１４としている。また、１個または複数個の貫通穴が上下方向に形成された板を使用して、この貫通穴を貫通空隙１４としてもよい。一方、網などの容器に粒を多数充填して使用し、粒と粒との隙間は略上下方向に形成された貫通隙間となることを利用してこれを貫通空隙１４としてもよい。低熱伝導性と電気絶縁性の耐熱被膜１６は、母材金属１５の酸化物被膜、珪酸塩系耐熱塗料、リン酸塩系耐熱塗料、ガラス、セラミック、ポリシロキサン、ポリイミドアミドなどである。
【００４５】
図４は、効果判定結果であり、（ａ）は被加熱物６の温度特性、（ｂ）は浮力低減体１３の温度特性、（ｃ）は被加熱物６の浮力特性である。浮力低減体は、１枚の板を配置した構成であり、その外形寸法と体積を同じとして、材質と形状を異ならせている。検討に用いた誘導加熱機器は、前述の実施の形態１と同じである。
【００４６】
本実施の形態は、上下に開けられた貫通穴からなる貫通空隙１４を多数有するアルミニウム板を、ガラスペースト液に浸漬し焼成してその周りをガラス膜で被覆した構成の浮力低減体１３である。従来例は、アルミニウム板の浮力低減体である。参考例１は、貫通穴がないアルミニウム板の周囲をガラス膜で被覆した構成の浮力低減体である。参考例２は、貫通穴を多数有するアルミニウム板だけの浮力低減体である。参考例３は、貫通穴を多数有するガラス板だけの浮力低減体である。
【００４７】
本実施の形態は、従来例と比較して、被加熱物６の温度と浮力特性はほぼ同じであるが、浮力低減体８の温度が大きく低下して良好な効果が得られていることがわかる。一方、参考例１は、従来例と比較して、被加熱物６の温度と浮力特性がほぼ同じでありが、浮力低減体８の温度が僅かに低下した程度であるため、効果が弱いことがわかる。参考例２は、従来例と比較して、被加熱物６の温度上昇と浮力特性の低下が僅かあり、浮力低減体８の温度も僅かに上昇するため、効果が弱いことがわかる。また、参考例３は、従来例と比較して、被加熱物６の温度と浮力特性が大きくなり過ぎて実用に適さないが、浮力低減体８の温度が大きく低下していることがわかる。
【００４８】
本実施の形態において、被加熱物６の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレート７からの浮き上がり防止と、浮力低減体１３の温度低下が実現できる理由を説明する。浮力低減体１３を構成する母材金属１５は、従来例と同じの低透磁性のアルミニウムであるため、被加熱物６の加熱と、これの電気絶縁性耐熱プレート７からの浮き上がり防止効果が実現できるように電流が流せ、これにより幾分か温度が上昇する。しかしながら、浮力低減体１３は、貫通空隙１４を有する形状であり、その周囲が電気絶縁性の耐熱被膜１６で覆われているため、加熱コイル９から発生した誘起電流は、浮力低減体１３の貫通空隙１４を効率的に通過して、被加熱物６の加熱に集中し、浮力低減体１３に流れる電流を低下させてその温度を低下させる作用を生じさせる。これに加えて、浮力低減体１３の母材金属１５は、周囲を覆っている低熱伝導性の耐熱被膜１６により、発生熱が遮断されている。これらの相乗効果により、浮力低減体１３は、表面温度が低減する。
【００４９】
（実施の形態３）
次に、図１に基づき、本発明の実施の形態３における誘導加熱機器について説明する。実施の形態１と基本構成は同じであるのでその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００５０】
本実施の形態の浮力低減体８は、これを構成する電気導体１０がアルミニウムを主成分とする金属であり、電気抵抗体１１がオーステナイト系ステンレスである。
【００５１】
これにより、アルミニウムを主成分とする金属およびオーステナイト系ステンレスは、耐熱性金属であるので使い易い利点がある。しかも、両金属とも比熱が他金属と比較して大きいので温まりにくい利点がある。また、オーステナイト系ステンレスは、高比抵抗性で低透磁性に優れているため吸収電力が小さい上に、密度と比熱の演算積が大きいため発熱温度が低くなる利点がある。このため、電気導体１０をアルミニウムが主成分の金属とし、電気抵抗体１１をオーステナイト系ステンレスであるとすると、低い発熱温度となった電気抵抗体１１が、幾分高い発熱温度となった電気導体１０の温度を低下させる効果が生じ、結果的に、浮力低減体８の温度が一層効果的に低減する。
【００５２】
（実施の形態４）
次に、図１に基づき、本発明の実施の形態４における誘導加熱機器について説明する。実施の形態１と基本構成は同じであるのでその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００５３】
本実施の形態の浮力低減体８は、その内部の貫通空隙１４を貫通穴、貫通隙間または充填した粒と粒との隙間により上下方向に形成している。
【００５４】
これにより、加熱コイル９から発生した誘起電流は、浮力低減体８の貫通空隙１４を効率的に通過して、被加熱物６の加熱に集中し、浮力低減体８に流れる電流を低下させる作用を生じさせる。このため、浮力低減体は、吸収される誘導電力が一層低下して温度がさらに低下するとともに、被加熱物６が多くの誘導電力を一層吸収してさらに発熱し易くなり、これが受ける浮力が一層低減する効果が生じる。
【００５５】
なお、浮力低減体８は、次のような形態で使用して貫通空隙１４を形成した。隙間を設けて複数個の板を左右に配置した構成品とすると、板と板との隙間は上下方向に形成された貫通隙間となることを利用してこれを貫通空隙１４とする。また、１個または複数個の貫通穴が略上下方向に形成された板を使用して、この貫通穴を貫通空隙１４とする。さらに、網などの容器に粒を多数充填して使用し、粒と粒との隙間は略上下方向に形成された貫通隙間となることを利用してこれを貫通空隙１４とする。いずれの形態であっても同様な効果が期待できる。
【００５６】
（実施の形態５）
次に、図１に基づき、本発明の実施の形態５における誘導加熱機器について説明する。実施の形態１と基本構成は同じであるのでその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００５７】
本実施の形態の浮力低減体８は、電気導体１０と電気抵抗体１１を上下に積層した積層板であり、電気絶縁性耐熱プレート７に対して略平行に配置されているものである。
【００５８】
これにより、電気導体１０と電気抵抗体１１との熱伝達が効果的に行われるため、浮力低減体８の温度が一層効果的に低下する。特に、浮力低減体８は、この積層板を複数枚使用してお互いに隙間を設けて左右に配置する構成とすると、吸収される誘導電力が一層低下して温度がさらに低下するとともに、被加熱物６が多くの誘導電力を一層吸収してさらに発熱し易くなりこれが受ける浮力が一層低減する効果が生じた。なお、電気抵抗体１１と電気導体１０の上下配置は任意に行われるものである。これは、加熱コイル９の側に電気抵抗体１１を配置すると加熱コイル９の温度が低下し、逆に電気絶縁性耐熱プレート７の側に電気抵抗体１１を配置すると電気絶縁性耐熱プレート７および被加熱物６の温度が低下するためである。
【００５９】
（実施の形態６）
次に、図３に基づき、本発明の実施の形態６における誘導加熱機器について説明する。実施の形態２と基本構成は同じであるのでその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００６０】
本実施の形態の浮力低減体１３は、その母材金属１５を、アルミニウムを主成分とする金属としている。
【００６１】
これにより、アルミニウムを主成分とする金属は、耐熱性金属であるので使い易い利点がある上に比熱が他金属と比較して大きいので温まりにくい。しかも、酸化皮膜が生成しにくいので、その周囲に形成した耐熱被膜１６との密着性に優れる利点が生じ、低熱伝導性と電気絶縁性に優れた耐熱被膜１６が良好に形成される。このため、浮力低減体１３の温度が一層効果的に低下する。
【００６２】
（実施の形態７）
次に、図３に基づき、本発明の実施の形態７における誘導加熱機器について説明する。実施の形態２と基本構成は同じであるのでその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００６３】
本実施の形態の浮力低減体１３は、その耐熱被膜１６がガラスであるものである。これにより、母材金属１５との密着性に優れ、低熱伝導性と電気絶縁性に優れた緻密な被膜となるため、浮力低減体１３の表面温度が一層効果的に低減する。特に、ガラスは、母材金属１５に用いるアルミニウム系金属との密着性に優れているため、浮力低減体１３の表面温度が一層効果的に低減する。
【００６４】
（実施の形態８）
次に、本発明の実施の形態８における誘導加熱機器について説明する。実施の形態１、２と基本構成は同じであるのでその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００６５】
本実施の形態の電気絶縁性耐熱プレート７は、結晶化ガラスなどの母材プレート１７の下面側に、低透磁性金属と酸化ビスマスを含有する放熱被膜１８を略全面に形成したものである。
【００６６】
これにより、浮力低減体８または１３の熱が、放熱被膜１８に効果的に伝達されて全面から良好に放熱される作用が生じるため、浮力低減体８または１３の温度が一層効果的に低減する。これは、放熱被膜１８が、低透磁性金属と酸化ビスマスで構成されておりその組成を最適化すると、加熱コイル９による金属の発熱がない上に、浮力低減体８、１３からの熱を授熱して放熱する熱サイクルが良好に行えるためである。使用する低透磁性金属は、金、パラジウム、銀、銅、アルミニウム、白金、亜鉛、ニッケル、オーステナイト系ステンレスなどの耐金属であり、酸化ビスマスを１０〜５０ｗｔ％混合すると、放熱被膜１８からの放熱が良好に行われた。
【００６７】
（実施の形態９）
次に、本発明の実施の形態９における誘導加熱機器について説明する。実施の形態１、２、８と基本構成は同じであるのでその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００６８】
本実施の形態における電気絶縁性耐熱プレート７は、その放熱被膜１８の低透磁性金属が、白金、金、パラジウムの単独使用または複数個の併用使用よりなるものである。
【００６９】
これにより、放熱被膜１８からの放熱が良好に行えて、浮力低減体８、１３の温度が一層効果的に低減する。また、この温度低減効果は、とくに、酸化ビスマスを１０〜５０ｗｔ％混合した系において顕著であった。
【００７０】
なお、上記各実施の形態１〜９は、アルミニウムや銅などの低比抵抗性と低透磁性を有する被加熱物６を加熱すると、浮力低減体８、１３の低発熱化という優れた効果で、これら非磁性の被加熱物６を加熱できるが、鉄やフェライト系ステンレスなどの磁性を有する被加熱物の加熱も、これを加熱するための簡単な制御回路を併設した構成とすると、同様に浮力低減体の低発熱化という優れた効果で、これら磁性の被加熱物をも加熱できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱機器は、アルミニウムまたは銅を主成分とする被加熱物を、電気絶縁性耐熱プレートから浮き上がることなく効果的に加熱でき、しかも、これを実現するための浮力低減体の温度低下により、簡単な製法と品質管理技術を用いて加熱コイルなどを製造することで、生産性向上や低価格の誘導加熱機器が提供できるので、ＩＨ調理機器やホットプレート、グリル鍋、炊飯器などに応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態１、３〜５、８、９における誘導加熱機器の断面図
【図２】（ａ）同誘導加熱機器に載置する被加熱物の温度特性図（ｂ）同誘導加熱機器に用いる浮力低減体の温度特性図（ｃ）同誘導加熱機器載置する被加熱物の浮力特性図
【図３】本発明の実施の形態２、６、７〜９における誘導加熱機器の断面図
【図４】（ａ）同誘導加熱機器に載置する被加熱物の温度特性図（ｂ）同誘導加熱機器に用いる浮力低減体の温度特性図（ｃ）同誘導加熱機器載置する被加熱物の浮力特性図
【図５】従来例を示す誘導加熱機器の断面図
【符号の説明】
【００７３】
６  被加熱物
７  電気絶縁性耐熱プレート
８、１３  浮力低減体
９  加熱コイル
１０  電気導体
１１  電気抵抗体
１２  高周波電源
１４  貫通空隙
１５  母材金属
１６  耐熱被膜
１８  放熱被膜
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図２】
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【図４】
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